KR19990066317A

KR19990066317A - Flat Type Linear Motor

Info

Publication number: KR19990066317A
Application number: KR1019980002151A
Authority: KR
Inventors: 이태희; 이동헌
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-16

Abstract

1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. Technical field to which the invention described in the claims belongs

플랫타입 리니어 모터Flat Type Linear Motor

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 요지2. The technical gist of the invention

본 발명은 극성이 서로 다른 상하 고정자석 사이에 평판형상으로 납작하게 권선된 이동코일을 장착하여 부피 및 이동질량을 감소시켜 고속성능 및 위치제어의 정밀도을 향상시키며, 이동 마그네트에서 발생하는 구동력의 이력현상 발생을 방지하는 플랫타입 리니어모터를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is equipped with a flat coil winding coil between the upper and lower stator magnets of different polarity to reduce the volume and moving mass to improve the high-speed performance and position control accuracy, the hysteresis of the driving force generated in the moving magnet The purpose is to provide a flat type linear motor that prevents the occurrence.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은 내부에 홀이 관통되게 형성된 하우징; 상기 하우징의 홀 상하면에 장착된 고정자석; 및 상기 상하 고정자석 사이에 장착되며, 인가되는 전원으로 유도 기전력을 발생시켜 홀의 관통방향으로 자유직진 이동하는 수단을 포함하는 플랫타입 리니어모터를 제공한다.The present invention is a housing formed so that the hole therethrough; A fixed magnet mounted on upper and lower holes of the housing; And a means mounted between the upper and lower stator magnets, the means for generating an induced electromotive force with an applied power source and freely moving in the through direction of the hole.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

와이어본더 장비에서 X,Y축 테이블을 직진구동시키는 것임.This is to drive X, Y axis table straight on wire bonder.

Description

Flat type linear motor

본 발명은 반도체 패키지 조립공정을 수행하는 와이어 본딩장치에서, 본더헤드를 본딩위치로 이송시키기 위한 X,Y축 테이블을 X,Y축방향으로 구동시키는 리니어모터에 관한 것으로, 특히 상기 X,Y축 테이블이 기계적인 마모없이 원할하고 정확히 위치이동되도록 하는 플랫타입 리니어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor for driving an X, Y axis table in a X, Y axis direction for transferring a bonder head to a bonding position in a wire bonding apparatus for performing a semiconductor package assembly process. It relates to a flat type linear motor that allows the table to be smoothly and accurately positioned without mechanical wear.

일반적으로, 와이어 본더에서의 X-Y축 테이블 구동장치는 리드프레임과 패드가 접속되도록 와이어 본딩을 수행하는 본딩헤드가 본딩위치로 이송되도록 X-Y축 테이블를 목표값만큼 위치이동되도록 제어구동시키는 장치이다.In general, the X-Y axis table driving device in the wire bonder is a device for controlling and driving the X-Y axis table by the target value so that the bonding head which performs wire bonding so that the lead frame and the pad are connected to the bonding position is transferred to the bonding position.

여기서, 종래의 X-Y축 테이블 구동장치는 도1에 도시한 바와 같이 본딩헤드(도면에 미표시)가 놓이며 일측면 양부에 소정길이만큼 돌출된 지지편(24)이 일체로 구비되고 저부에 가로방향으로 장부(tenon)(21a)가 형성된 스테이지(21)와, 상기 스테이지(21)에 가로방향의 이동력을 제공하도록 리니어모터가 내장되며, 하부에 가로방향으로 장부(22a)가 형성된 X축테이블(22)과, 상기 X축테이블(22)의 장부(22a)를 수납하여 지지하는 X축베이스(23)와, 상기 스테이지(21)에 세로방향의 이동력을 제공하도록 리니어모터가 내장되며 상부에 스테이지(21)의 장부(21a)를 수납하여 지지하고 저부에는 세로방향으로 장부(25b)가 형성된 Y축테이블(25)과, 상기 Y축테이블(25)의 장부(25b)를 수납하여 지지하는 Y축베이스(26)와, 상기 스테이지(21)의 양측 지지편(24)과 결합하며 스테이지를 세로방향으로 이동시키는 이동바(28)와, 상기 이동바(28)의 양측면에 접촉되는 베어링(29) 및 베어링을 고정하기 위한 고정브라켓(30)으로 구성되어 있다.Here, in the conventional XY axis table driving apparatus, as shown in Fig. 1, a bonding head (not shown in the drawing) is placed and integrally provided with support pieces 24 protruding by a predetermined length on both sides of one side and in the horizontal direction at the bottom. An X-axis table having a stage 21 having a tenon 21a formed therein, and a linear motor embedded therein to provide a transverse movement force to the stage 21, and having a tenon 22a formed transversely thereunder. (22), the X-axis base (23) for accommodating and supporting the tenon (22a) of the X-axis table 22, and a linear motor is built-in to provide longitudinal movement force to the stage (21) The book 21a of the stage 21 is accommodated and supported, and the Y-axis table 25 in which the book 25b is formed in the longitudinal direction and the book 25b of the Y-axis table 25 are supported. The Y-axis base 26 and the support members 24 on both sides of the stage 21, It comprises a moving bar 28 for moving in the longitudinal direction, a bearing 29 in contact with both sides of the moving bar 28 and a fixing bracket 30 for fixing the bearing.

또한, 상기 스테이지(21), X축테이블(22) 및 Y축테이블(25) 각각의 하부에 형성된 장부가 비접촉상태로 가로,세로방향으로 이동될 수 있도록 각각의 장부가 수납되는 안내홈 내면에는 에어압을 제공하는 홀(도면에 미표시)이 다수 형성된 구조를 가지고 있다.In addition, an air pressure is applied to an inner surface of the guide groove in which each book is accommodated so that the books formed at the bottom of each of the stage 21, the X-axis table 22, and the Y-axis table 25 can be moved in the horizontal and vertical directions without contact. It has a structure in which a plurality of holes (not shown) are provided.

상기와 같이 구성된 X,Y축 테이블 구동장치에서 구동원인 리니어모터는, 기계적인 위치나, 방향, 각도 등을 목표하는 값이 되도록 자동으로 정밀제어하는 서보 구동부로부터의 제어구동신호 인가에 따라 X,Y축 테이블을 짧은 이동거리구간에서 고속으로 이동시킬 수 있도록 구동된다.In the X and Y axis table driving apparatus configured as described above, the linear motor serving as the driving source is X, Y according to the application of the control drive signal from the servo drive which automatically controls precisely to be a target value for the mechanical position, direction, angle, and the like. The Y-axis table is driven to move at high speed in short distance.

그러나, 종래의 리니어모터는 원통형 코일이거나, 플랫 타입 마그네트(flat type magnet)로 주로 이루어져 있는데, 상기 리니어 모터가 전자의 원통형 코일인 경우에는 동일 사양에 대해 부피가 커지고 무게가 많이 나감으로써 고속성능을 얻기 힘들며, 후자의 플랫타입 마그네트로 이루어진 경우에는 적은 동력을 받는 구간에서 이력현상(hysterisis)이 발생하므로써 동력을 일정하게 유지할 수 있는 부가장치를 장착해야 하며, X-Y테이블에 기계적인 충돌이 발생할 우려가 높은 문제점이 있었다.However, the conventional linear motor is mainly composed of a cylindrical coil or a flat type magnet, and when the linear motor is an electron cylindrical coil, it is bulky and weighty for the same specification, thereby achieving high speed performance. In case of the latter flat type magnet, hysterisis is generated in the section under low power, so it is necessary to install an additional device that can keep the power constant. There was a high issue.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 극성이 서로 다른 상하 고정자석 사이에 평판형상으로 납작하게 권선된 이동코일을 장착하여 부피 및 이동질량을 감소시켜 고속성능 및 위치제어의 정밀도을 향상시키며, 이동 마그네트에서 발생하는 구동력의 이력현상 발생을 방지하는 플랫타입 리니어모터를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, by mounting a flat coil winding coil between the upper and lower stator magnets of different polarity to reduce the volume and mass to move the high speed performance and position control It is an object of the present invention to provide a flat type linear motor that improves the accuracy of and improves the hysteresis of the driving force generated in the moving magnet.

도1은 와이어 본더에 장착되는 종래기술에 따른 X,Y,Z축 리니어모터의 구성을 나타낸 개략도.Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of the X, Y, Z axis linear motor according to the prior art mounted on the wire bonder.

도2는 본 발명에 의한 플랫타입 리니어모터의 일실시예 구성을 개략적으로 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view schematically showing the configuration of an embodiment of a flat type linear motor according to the present invention.

도3a 및 도3b는 본 발명에 의한 플랫 타입 리니어모터의 작동을 설명하기 위한 개념도.3A and 3B are conceptual views for explaining the operation of the flat type linear motor according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 하우징 1a : 사각홀1: Housing 1a: Square Hole

2, 3 : 상하 고정자석 4 : 이동코일2, 3: up and down fixed magnet 4: moving coil

5 : 전원케이블 6 : 방열판5: power cable 6: heat sink

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 홀이 관통되게 형성된 하우징; 상기 하우징의 홀 상하면에 장착된 고정자석; 및 상기 상하 고정자석 사이에 장착되며, 인가되는 전원으로 유도 기전력을 발생시켜 홀의 관통방향으로 자유직진 이동하는 수단을 포함하는 플랫타입 리니어모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the housing formed so that the hole through; A fixed magnet mounted on upper and lower holes of the housing; And a means mounted between the upper and lower stator magnets, the means for generating an induced electromotive force with an applied power source and freely moving in the through direction of the hole.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

본 발명에 의한 플랫 타입 리니어모터는 X,Y테이블의 이동에 따른 기계적 마모를 방지하고, 정밀한 고속제어성능을 얻을 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서의 리니어모터는 와이어본딩 장치내에 포함되어 본딩헤드에 가로 및 세로방향 이동력을 제공하는 X,Y축 테이블의 스테이지를 구동시키는 구동원으로써 적용되는 일예를 보여 주고 있으나, 이에 국한하거나 한정하는 것은 아니고, 직진구동력을 제공하는 모든 장비에 적용할 수 있음은 주지의 사실이다.Flat type linear motor according to the present invention is implemented to prevent mechanical wear due to the movement of the X, Y table, and to achieve a precise high-speed control performance, the linear motor in the present embodiment is included in the wire bonding device for bonding One example is applied as a driving source for driving the stage of the X, Y axis table that provides the horizontal and longitudinal movement force to the head, but is not limited to this, but can be applied to any equipment that provides the linear driving force. It is a well known fact.

본 발명의 상기 리니어 모터는 도2에 도시된 바와 같이, 내부 중앙에 소정크기의 사각홀(1a)이 관통되게 형성된 하우징(1)과, 상기 하우징(1)의 사각홀(1a) 상하면에 장착된 상,하고정자석(2, 3)과, 외부에서 인가되는 전원에 의해 유도기전력을 발생시켜 상기 상,하고정자석(2, 3) 사이에서 자유직진 이동하는 이동코일(4)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 이동코일(4)은 상,하 고정자석(2, 3) 사이에 0.1∼0.2mm 정도 유격된 비접촉상태로 삽입되며, 일단부가 X축 테이블 또는 Y축 테이블에 구비된 가이드 스테이지(도면에 도시하지 않음)에 결합되어 그들에 직진구동력을 제공한다. 또한 이동코일의 상단부에는 전원케이블(5)이 연결되어 일정한 전원을 공급한다As shown in FIG. 2, the linear motor of the present invention is mounted on the upper and lower surfaces of the housing 1 and the rectangular hole 1a of the housing 1 formed to pass through the rectangular hole 1a of a predetermined size in the inner center thereof. Composed of the phased and fixed magnets 2 and 3 and a moving coil 4 which moves freely between the phased and fixed magnets 2 and 3 by generating an induced electromotive force by an externally applied power source. have. Here, the moving coil 4 is inserted in a non-contact state spaced about 0.1 to 0.2mm between the upper and lower fixed magnets (2, 3), one end of the guide stage provided in the X-axis table or Y-axis table (Fig. (Not shown) to provide them with a straight drive. In addition, a power cable (5) is connected to the upper end of the moving coil to supply a constant power.

본 실시예에서의 상기 이동코일(4)은 직사각형으로 납작하게 감긴 형상을 가지며, 상기 권선된 코일의 외부가 몰딩처리된 구조로 되어 있다.The moving coil 4 in this embodiment has a shape wound flat into a rectangular shape, and has a structure in which the outside of the wound coil is molded.

미설명부호 히트 싱커(6)로써 상기 이동코일(4)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 주름판이다.It is a wrinkle plate which discharge | releases the heat which generate | occur | produces in the said moving coil 4 with the heat sinker 6 which is not demonstrated.

상기와 같이 구성된 리니어모터의 운동에 대한 개념적인 설명을 도3a 및 도3b를 참조하여 설명한다.A conceptual description of the motion of the linear motor configured as described above will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

도3a에 도시된 바와 같이 상측 고정자석(2)의 N극, S극과 하측 고정자석(3)의 N극, S극이 서로 반대로 대향되어 있는 상태에서 상기 이동코일(4)에 전원을 인가하게 되며, 도3b에 도시된 바와 같이 상기 이동코일(4)에 유도기전력을 발생시켜 자유직진이동하게 되는 것이며, 상기 이동코일(4)의 직진방향과 직각방향으로는 아무로 자장의 힘을 받지 않는다.As shown in FIG. 3A, power is applied to the moving coil 4 in a state in which the N pole, the S pole and the N pole and the S pole of the upper stator magnet 2 are opposed to each other. As shown in FIG. 3B, free magnetic force is generated by generating induced electromotive force in the moving coil 4, and is not subjected to any magnetic force in the direction perpendicular to the straight direction of the moving coil 4. .

본 발명의 리니어 모터가 구동되는 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operational state in which the linear motor of the present invention is driven as follows.

본 발명의 리니어 모터는 와이어본딩 장치에서의 본딩헤드가 장착되는 X,Y축 테이블에 가로 및 세로방향 이동력을 제공하게 되는데, 먼저 외부의 위치콘트롤러에서 위치명령이 출력됨에 따라 이 신호는 외부의 파워 증폭기를 통하여 증폭되어 해당 전류와 전압으로 이동코일에 인가된다. 이에따라 상기 이동코일(4)은 유도기전력을 발생하여 도3a 및 도3b에 도시한 화살표방향으로의 자유작잔동작을 하게 되며, 상기 이동코일(4)의 구동력은 XY축 테이블의 가이드 스테이지에 제공되어 본딩헤드를 본딩위치로 이송하게 되는 것이다.The linear motor of the present invention provides the horizontal and longitudinal movement force to the X and Y axis tables on which the bonding heads are mounted in the wire bonding apparatus. As a first position command is output from the external position controller, the signal is It is amplified by the power amplifier and applied to the moving coil with the current and voltage. Accordingly, the moving coil 4 generates an induced electromotive force to freely move in the direction of the arrow shown in FIGS. 3A and 3B. The driving force of the moving coil 4 is provided to the guide stage of the XY axis table. The bonding head is transferred to the bonding position.

이때, 상기와 같이 가이드 스테이지를 고속운동시키는 리니어모터는 상기 위치제어부의 제어신호에 따라 위치이동이 제어되어 항상 본딩헤드가 본딩위치로 정확히 위치될 수 있도록 한다.At this time, the linear motor for high speed movement of the guide stage as described above is controlled to move the position in accordance with the control signal of the position control unit so that the bonding head is always accurately positioned in the bonding position.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플랫타입의 이동코일에서 발생하는 유도기전력에 의해 X, Y축 테이블의 스테이지를 직진이동시키므로써 취부가 간단하고, 부피의 제약을 받지 않아 마그네트의 수를 다수개 사용할 수 있다.According to the present invention as described above, by moving the stage of the X, Y-axis table straight by the induced electromotive force generated in the flat type moving coil, the installation is simple, the volume is not limited by the number of magnets Can be used.

또한, 상하고정자석 사이에 비접촉상태로 이동코일이 장착되어 직진이동하므로 기계적인 마찰이 전혀 없으며, 부피의 축소로 인한 이동질량을 감소시켜 정밀한 위치제어가 가능하고, 고속이동을 가능하게 할 뿐만 아니라, 저속구간에서 이력현상의 발생을 방지하는 효과를 가진다.In addition, there is no mechanical friction at all, because the moving coil is installed in a non-contact state between the upper and the fixed magnets, so there is no mechanical friction, and precise movement control is possible by reducing the moving mass due to the reduction of volume. This has the effect of preventing hysteresis at low speeds.

Claims

A housing formed to penetrate a hole therein;

A fixed magnet mounted on upper and lower holes of the housing; And

Means mounted between the upper and lower stator magnets, the means for generating an induced electromotive force by the applied power to move freely in the through direction of the hole

Flat type linear motor comprising a.

The method of claim 1,

A flat type linear motor, wherein said moving means is a coil winding wound into a rectangular shape.

The method according to claim 1 or 2,

The coil winding is a flat type linear motor that is molded outside.

The method according to claim 1 or 2.

Flat type linear motor wherein the moving means is mounted in a non-contact state between the stator magnets.

The method of claim 4, wherein

Flat type linear motor having a clearance of 0.1 ~ 0.2mm between the stator magnet and the moving means.

The method of claim 1.

The moving means is a driving force is generated in the axial direction, a flat type linear motor that is not transmitted in the direction perpendicular to the driving force generating direction.